재료 718 은 니켈 기반의 초합금으로 뛰어난 고온 강도, 산화 저항성, 내식성을 제공합니다. 극한의 환경을 견뎌야 하는 항공우주, 발전 및 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 이 종합 가이드는 엔지니어, 설계자 및 조달 전문가가 718 소재의 특성, 응용 분야, 사양, 설치 등을 이해하는 데 도움이 되는 주요 세부 정보를 제공합니다.
자료 718 개요
인코넬 718, IN718, NS163 등의 상품명으로도 알려진 소재 718은 미량의 알루미늄과 티타늄과 함께 상당량의 철, 니오븀, 몰리브덴을 함유한 침전 경화 니켈-크롬 합금입니다.
718 소재의 주요 속성 및 특성
표 1: 재료 718의 속성 및 특성
| 속성 | 세부 정보 |
|---|---|
| 구성 | 니오븀, 몰리브덴, 철, 알루미늄, 티타늄이 함유된 니켈-크롬 합금 |
| 밀도 | 8.19g/cm3 |
| 녹는점 | 1260-1335°C |
| 힘 | 253~704°C의 뛰어난 강도 |
| 경도 | 36-41 HRC |
| 인성 | 진동, 열충격, 피로를 견뎌냅니다. |
| 내식성 | 고온에서도 피팅, 틈새 부식을 방지합니다. |
| 내산화성 | 최대 1000°C까지 보호 산화물 층 형성 |
| 용접성 | GTAW, GMAW, SMAW를 사용하여 잘 용접합니다. |
| 제조 가능성 | 다양한 형태의 열간 가공 또는 냉간 인발 |
| 비용 | 탄소강보다 높은 비용 |
718 소재의 고유한 특성 덕분에 고강도, 경도 및 내식성이 중요한 극한의 온도, 압력, 부식성 및 고응력 환경에서 사용하기에 매우 적합합니다.
자료 718의 응용 및 사용
718 소재의 뛰어난 특성 덕분에 다음과 같은 까다로운 용도에 사용하기에 이상적입니다:
표 2: 자료 718의 애플리케이션 및 용도
| 애플리케이션 | 용도 |
|---|---|
| 항공우주 | 제트 엔진 및 기체 부품, 블레이드, 디스크, 패스너, 케이스, 브래킷 |
| 석유 및 가스 | 다운홀 공구, 드릴 칼라, 유정 장비, 밸브, 펌프 |
| 전력 생산 | 가스터빈 블레이드, 발전기, 증기 터빈 부품, 열교환기 |
| 자동차 | 터보차저 부품, 밸브, 배기 부품 |
| 화학 처리 | 원자로, 배관, 열교환기, 압력 용기 |
| 오염 제어 | 굴뚝 스크러버, 폐기물 소각로, 고온 가스 필터 |
| 툴링 | 압출 금형, 플라스틱용 사출 금형, 열간 가공 도구 |
| 의료 | 뼈와 접촉하는 임플란트, 보철물 |
| 해양 | 해수 펌프, 담수화 장비, 해양 굴착 장치 |
| 열처리 | 비품, 트레이, 바구니, 뜨거운 작업 도구 |
718은 강도, 내식성 및 고온 성능의 조합으로 주요 산업에서 극한 환경에 노출되는 핵심 부품에 매우 유용합니다.
재료 718의 사양
소재 718은 화학적 조성, 기계적 특성, 미세 구조 및 기타 품질 매개변수를 관리하는 엄격한 사양에 따라 제조됩니다.
표 3: 자료 718의 사양 및 표준
| 사양 | 세부 정보 |
|---|---|
| 유엔 번호 | N07718 |
| AMS 사양 | AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664 |
| ASTM 사양 | ASTM B637 |
| ISO 사양 | ISO 6207 |
| 화학 성분 | Ni 50-55%, Cr 17-21%, Nb 4.75-5.5%, Mo 2.8-3.3%, Ti 0.65-1.15%, Al 0.2-0.8%, C 0.08% 최대 |
| 밀도 | 8.19g/cm3 |
| 녹는 범위 | 1260-1335°C |
| 기계적 특성 | 인장 강도 1241 MPa, 항복 강도 1034 MPa, 연신율 12% |
| 입자 크기 | ASTM 6 이상 |
| 경도 | 36-41 HRC |
| 마이크로 구조 | 강수 경화 기능이 있는 오스테나이트 페이스 센터 큐빅(FCC) 매트릭스 |
인증된 사양을 충족하면 소재 718은 여러 응용 분야에서 일관된 성능을 보장합니다. 제조 과정에서 엄격한 품질 관리와 테스트가 이루어집니다.
Material 718의 주요 디자인 고려 사항
718 소재의 잠재력을 최대한 활용하려면 엔지니어는 다음과 같은 요소를 고려하여 부품을 적절히 설계해야 합니다:
표 4: Material 718의 주요 디자인 요소
| 디자인 고려 사항 | 세부 정보 |
|---|---|
| 강도 요구 사항 | 높은 강도와 작업성의 균형을 맞추고 필요한 강도 수준에 맞추기 |
| 피로 저항 | 주기적 스트레스 조건을 위한 설계, 강수량 경화 활용 |
| 내식성 | 운영 환경, 온도, 스트레스에 대한 고려 |
| 허용 오차 | 핏, 간격, 치수에 대한 엄격한 허용 오차 유지 |
| 무게 감소 | 가능한 경우 무게를 줄이기 위해 설계 최적화 |
| 비용 절감 | 성능 요구 사항과 비용 간의 균형을 맞추고, 가공과 주조/단조 간의 거래를 활용합니다. |
| 제조 가능성 | 성형, 가공, 접합 특성을 고려하세요. |
| 검사 | 중요 영역 검사를 위한 액세스 포함 |
| 테스트 | 테스트를 통해 설계가 사양을 충족하는지 검증 |
| 코드 | 애플리케이션에 필요한 산업 규정을 준수하세요. |
이러한 요소를 고려한 세심한 설계를 통해 엔지니어는 718의 장점을 최대한 활용하면서 한계를 완화할 수 있습니다.
재료의 형태 및 처리 718
Material 718은 특정 디자인 요구 사항에 맞게 다양한 형태, 모양 및 가공 조건으로 공급업체에서 제공합니다:
표 5: 자료 718의 양식 및 처리 옵션
| 양식/처리 | 세부 정보 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 현금 재고 | 열간 압연, 냉간 압연 원형, 정사각형, 육각형 | 가공 부품, 펌프 샤프트, 패스너 |
| 플레이트 | 열연 판재, 전단 판재 | 구조 부품, 케이스, 브래킷 |
| 시트 | 열간 압연, 냉간 압연, 전단 시트 | 슈라우드, 덕트, 커버 |
| 튜빙 | 이음매 없는 용접 | 배관, 열교환기, 실린더 |
| 캐스팅 | 인베스트먼트 캐스트, 샌드 캐스트 | 복잡한 모양의 부품, 하우징 |
| 돌출부 | 핫 압출 | 항공기 스트럿, 채널 |
| 몰딩 | 폐쇄형 단조 | 링, 디스크, 패스너 |
| 용접 | gtaw, gmaw, smaw | 제작 부품 및 어셈블리 |
| 열처리 | 용액 어닐링 및 노화, 안정화 | 최종 속성 최적화 |
| 코팅 | 전기 도금, 변환 코팅 | 부식 방지 |
| 첨가제 제조 | 파우더 베드, 직접 에너지 증착 | 복잡한 지오메트리 |
최적의 형태와 처리 경로를 선택하면 설계자는 특정 애플리케이션에 맞는 속성, 성능 및 비용의 적절한 균형을 달성할 수 있습니다.
공급업체 및 자료의 가용성 718
널리 사용되는 초합금인 718 소재는 고성능 합금의 선도적인 글로벌 공급업체에서 쉽게 구할 수 있습니다:
표 6: 주요 재료 공급업체 718
| 공급업체 | 제품 명칭 | 사용 가능한 양식 |
|---|---|---|
| 헤인즈 인터내셔널 | 헤인즈 718 합금 | 바, 시트, 플레이트, 튜브 |
| 카펜터 기술 | 파이로멧 718 | 바, 빌렛, 와이어 |
| 특수 금속 공사 | 인코넬 718 | 바, 플레이트, 시트, 튜브, 용접 와이어 |
| VSMPO | EI-718 | 플레이트, 시트, 바 |
| 앨러게니 기술 | U718 | 바, 빌렛, 플레이트, 시트 |
| 샌드빅 머티리얼즈 | Sanicro 718 | 바, 와이어 |
소재 718은 바, 플레이트, 시트, 튜브, 용접 소모품 등 다양한 형태로 유통업체를 통해 짧은 리드 타임으로 쉽게 구할 수 있습니다. 맞춤형 단조품, 주조품, 패스너도 승인된 공급업체를 통해 조달할 수 있습니다.
표 7: 재료 718의 가격 범위
| 모양 | 가격 범위 |
|---|---|
| 플레이트 | 파운드당 $8-12 |
| 바 | 파운드당 $7-10 |
| 시트 | 파운드당 $12-18 |
| 튜브 | 파운드당 $15-22 |
| 단조 | 파운드당 $15-25 |
| 캐스팅 | 파운드당 $18-30 |
가격은 주문량, 크기, 리드 타임, 테스트/검사 요구 사항 및 공급업체에 따라 달라집니다. 대량 OEM 계약을 체결하면 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
Material 718 컴포넌트 설치
재료 718 구성 요소를 올바르게 설치하려면 사양을 준수하고 적격 절차를 사용하며 철저한 문서화가 필요합니다:
표 8: Material 718 설치 지침
| 매개변수 | 권장 사항 |
|---|---|
| 처리 | 적절한 리프팅 장비 사용, 표면 손상 방지 |
| 스토리지 | 화학 물질에 노출되지 않도록 실내에 보관하세요. |
| 고정 | 지정된 토크 값, 고착 방지 화합물 사용 |
| 개스킷 | 호환 가능한 개스킷 재료를 선택하고 필요에 따라 교체하세요. |
| 씰링 | 누출 방지 씰, 압력 억제를 위한 고품질 용접 보장 |
| 연결 | 파이프, 밸브, 피팅의 등급을 다시 확인하세요. |
| 문서 | 토크 값, 누출 점검, 이상 징후 기록 |
| 테스트 | 작동 전 압력 테스트, 무결성 테스트 검증 |
| 안전 | 개인 보호 장비, 안전 작업 허가증 착용 |
718 시스템을 가동할 때 누수, 손상 또는 안전하지 않은 상태를 방지하려면 적격 설치 절차를 따르는 것이 중요합니다. 철저한 문서화는 품질 기록을 제공합니다.
Material 718 장비의 운영 및 유지보수
재료 718 장비의 안정적인 성능과 긴 서비스 수명을 확보하려면 적절한 운영 및 유지보수 프로토콜을 구현해야 합니다:
표 9: 자료 718 운영 및 유지 관리 지침
| 활동 | 권장 사항 |
|---|---|
| 모니터링 | 압력, 유량, 온도, 진동을 지속적으로 모니터링합니다. |
| 검사 | 마모, 부식, 균열을 정기적으로 검사합니다. |
| 윤활 | 적절한 윤활유 레벨 유지, 필터 교환 |
| 씰 | 마모되거나 손상된 씰 및 개스킷 교체 |
| 패스너 | 중요한 패스너 점검 및 재조임 |
| 청소 | 적절한 절차에 따라 침전물을 제거하고 손상을 방지하세요. |
| 오버홀 | 일정에 따른 구성 요소 분해, 검사 및 수리 |
| 문서 | 작동 매개변수, 유지보수 조치 기록 |
| 교육 | 직원이 절차에 대한 적절한 교육을 받았는지 확인 |
| 안전 | 잠금 태그 아웃, 개인 보호 장비 사용 |
OEM 가이드라인에 따라 718 장비를 운영 및 유지 관리하면 안전하고 신뢰할 수 있는 장기적인 성능을 보장합니다.
신뢰할 수 있는 Material 718 공급업체 선택
718 소재를 제공하는 공급업체가 매우 많기 때문에 고품질의 일관된 구성 요소를 보장하려면 신뢰할 수 있는 공급업체를 선택하는 것이 중요합니다:
표 10: 신뢰할 수 있는 자재 718 공급업체를 선택하는 방법
| 고려 사항 | 모범 사례 |
|---|---|
| 평판 | 검증된 실적을 보유한 기존 공급업체 선택 |
| 품질 시스템 | ISO 9001 및 AS9100 인증 |
| 테스트 기능 | 공급업체는 광범위한 사내 실험실 테스트 역량을 갖추고 있어야 합니다. |
| 인벤토리 | 빠른 배송을 위해 표준 사이즈의 재고가 많은 유통업체를 찾아보세요. |
| 리드 타임 | 특정 요구 사항에 대한 현재 리드 타임 및 가용성에 대해 문의하세요. |
| 기술 지원 | 공급업체는 지식이 풍부한 기술 지원을 제공해야 합니다. |
| 문서 | 제조업체 공장 인증을 제공해야 합니다. |
| 품질 보증 | 타사 검사 서비스 제공 기능 |
| 신뢰성 | 정시 배송과 완전한 주문은 매우 중요합니다. |
| 가치 추가 | 일부는 열처리, 가공, 코팅과 같은 추가 서비스를 제공합니다. |
심층적인 Material 718 전문 지식과 역량을 갖춘 공급업체를 선택하면 구매자는 일관되게 사양을 충족하는 제품을 얻을 수 있습니다.
자료 718의 장단점
Material 718은 까다로운 애플리케이션에서 뛰어난 성능을 제공하지만 고려해야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
표 11: 자료 718의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 고온에서 뛰어난 강도 | 저합금보다 비싸다 |
| 크리프, 파열 및 피로 고장 방지 | 성형 중 변형 노화 균열이 발생할 수 있습니다. |
| 열 충격과 사이클링을 견뎌냅니다. | 스테인리스강보다 낮은 내식성 |
| 최대 1000°C의 내산화성 | 완전한 속성을 얻으려면 열처리가 필요합니다. |
| 제작을 위한 간편한 용접 | 처리 중 오염에 민감 |
| 고성능 툴링으로 가공 가능 | 이종 금속 접합이 어려운 경우 |
| 복잡한 모양으로 성형 가능 | 최대 704°C까지 연속 사용으로 제한 |
최적의 결과를 얻으려면 설계 및 공정 엔지니어는 적절한 설계, 제조, 검사 및 운영을 통해 718의 장점을 극대화하고 한계를 최소화하기 위해 노력해야 합니다.
소재 718과 다른 초합금 비교
소재 718은 니켈-크롬 초합금 계열에 속합니다. 다른 초합금과 비교할 때 최적의 균형 잡힌 특성을 제공합니다:
표 12: 소재 718을 다른 초합금과 비교한 결과
| 합금 | 힘 | 인성 | 용접성 | 내식성 | 온도 저항 | 비용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 718 | 우수 | 우수 | 우수 | 보통 | 우수 | 보통 |
| 와스팔로이 | 우수 | Good | 공정 | 보통 | 우수 | 높음 |
| Rene 41 | Good | 보통 | Good | 보통 | 우수 | 보통 |
| 하스텔로이 X | 보통 | 우수 | 우수 | 우수 | Good | 매우 높음 |
| 헤인즈 230 | 우수 | 보통 | Good | 우수 | 우수 | 높음 |
| 인코넬 625 | 보통 | 우수 | 우수 | 우수 | 보통 | 보통 |
718 소재는 강도, 용접성, 내식성을 모두 갖춘 최적의 조합으로 특히 비용이 고려되는 까다로운 여러 응용 분야에 적합합니다.
재료 718 및 적층 제조
적층 제조(AM)를 사용하면 기존 방식으로는 제작이 매우 어렵거나 불가능한 복잡한 718 부품을 제작할 수 있습니다. 718을 사용한 AM은 다음과 같은 이점을 제공합니다:
- 주조 또는 단조로는 불가능한 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다.
- 소량 생산 시 리드 타임 및 비용 절감
- 제조 가능성보다는 성능을 위해 설계를 최적화하는 능력
- 감산 제작 방식에 비해 낭비 감소
- 기존 구성 요소에 기능을 복구하거나 추가하는 기능
- 어셈블리를 단일 인쇄 부품으로 통합할 수 있는 가능성
718을 사용하는 AM의 제한 사항은 다음과 같습니다:
- 대량 생산 시 더 높은 비용
- 기존 제조 방식보다 느린 빌드 속도
- 최종 프로퍼티를 얻기 위해 포스트 프로세싱이 필요할 수 있습니다.
- 이방성 재료 특성으로 인해 설계 조정이 필요할 수 있습니다.
- 인쇄 부품 성능 검증에 필요한 적격성 테스트
- 공급망 성숙도가 기존 생산 방식에 비해 뒤처지는 경우
기술이 발전함에 따라 718을 사용한 적층 제조는 항공우주, 에너지 및 산업 시장에서 복잡하고 고부가가치 애플리케이션에 대한 채택이 증가할 것입니다.
자주 묻는 질문
Q: 718 소재는 어떤 용도로 사용되나요?
A: 718 소재는 제트 엔진, 가스터빈, 화학 및 석유화학 플랜트, 고온에서 뛰어난 강도와 내식성이 요구되는 기타 응용 분야에서 가장 널리 사용되고 있습니다.
Q: 소재 718은 용접이 가능한가요?
A: 예, 718은 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 가스 금속 아크 용접(GMAW), 차폐 금속 아크 용접(SMAW) 및 기타 용접 공정을 사용하여 쉽게 용접할 수 있습니다. 균열을 방지하기 위해 적절한 절차를 따라야 합니다.
Q: 인코넬 718과 헤인즈 718의 차이점은 무엇인가요?
A: 둘 다 합금 718의 상표명입니다. 인코넬 718은 스페셜 메탈 코퍼레이션에서 생산하고, 헤인즈 718은 헤인즈 인터내셔널에서 생산합니다. 두 합금은 구성과 특성이 거의 동일합니다.
Q: 718의 인장 강도는 얼마인가요?
A: 어닐링 및 에이징된 718의 최소 지정 인장 강도는 1241MPa입니다. 실제 강도는 가공에 따라 1370MPa 이상에 도달할 수 있습니다.
Q: 718은 어떤 금속에 용접할 수 있나요?
A: 718은 적절한 절차를 통해 강철, 스테인리스강 및 이종 니켈 합금에 용접할 수 있습니다. 접합부 설계, 충전재 및 용접 후 열처리가 중요한 요소입니다.
Q: 718의 최대 작동 온도는 얼마인가요?
A: 718은 최대 1095°C까지 사용 가능하지만, 일반적으로 대부분의 애플리케이션에서 최대 704°C까지 연속 사용으로 제한됩니다. 부하와 환경에 따라 더 높은 온도를 사용할 수 있습니다.
Q: 소재 718은 316 스테인리스 스틸과 호환되나요?
A: 예, 718 스테인리스와 316 스테인리스는 적절한 설계, 표면 준비, 이종 용접 절차를 준수하면 성공적으로 결합하여 함께 사용할 수 있습니다.
Q: 718 합금과 725 합금의 차이점은 무엇인가요?
A: 합금 725는 탄탈륨과 니오븀을 첨가하여 강도와 내식성이 약간 향상되었습니다. 725는 더 비싸지만 까다로운 화학 공정 산업 응용 분야에 유리합니다.